WikiDer > Химическое пространство

Chemical space
Вид PubChem химическое пространство; проекция 42-мерного молекулярного квантовые числа (MQN) свойства соединений в PubChem (5 виртуально созданных библиотек соединений) с использованием PCA. Цветовая кодировка соответствует доле кольцевых атомов в молекулах (синий 0, красный 1).[1]

Химическое пространство это концепция в хеминформатика ссылаясь на пространство собственности, охватываемое всеми возможными молекулы и химические соединения соблюдение заданного набора принципов построения и граничных условий. Он содержит миллионы соединений, которые легко доступны и доступны исследователям. Это библиотека, используемая в методе молекулярного стыковка.[2]

Теоретические пространства

Химическое пространство, часто упоминаемое в хеминформатике, - это пространство потенциальных фармакологически активные молекулы. Его размер оценивается примерно в 1060 молекулы. Не существует строгих методов определения точных размеров этого пространства. Предположения [3] используется для оценки количества потенциальных фармакологически активных молекул, однако Липинские правила, в частности предел молекулярной массы 500. Оценка также ограничивает используемые химические элементы, такие как углерод, водород, кислород, азот и сера. Кроме того, предполагается, что максимум 30 атомов останется ниже 500. Дальтон, допускает разветвление и максимум 4 кольца и составляет 1063. В последующих публикациях это число часто неверно указывается как предполагаемый размер всего пространства органической химии.[4] который был бы намного больше, если бы включал галогены и другие элементы. В дополнение к подобному лекарству пространству и свинцовому пространству, которые частично определяются правилом пяти Липински, концепция известного лекарственного пространства (KDS), которое определяется молекулярными дескрипторами продаваемых на рынке лекарств, также имеет был введен.[5][6][7] KDS можно использовать, чтобы помочь предсказать границы химических пространств для разработки лекарств, сравнивая структуру молекул, которые подвергаются проектированию и синтезу, с параметрами молекулярного дескриптора, которые определены KDS.

Эмпирические пространства

По состоянию на июль 2009 г. было зарегистрировано 49 037 297 органических и неорганических веществ. Химическая служба рефератов, что указывает на то, что они были зарегистрированы в научная литература.[8] Химические библиотеки используемые для лабораторного скрининга соединений с желаемыми свойствами являются примерами реальных химических библиотек небольшого размера (от нескольких сотен до сотен тысяч молекул).

Поколение

Систематическое исследование химического пространства возможно путем создания in silico базы данных виртуальные молекулы,[9] которые можно визуализировать, проецируя многомерное пространство свойств молекул в более низкие измерения.[10][11] Создание химических пространств может включать в себя создание стехиометрический комбинации электроны и атомные ядра дать все возможное изомеры топологии для заданных принципов построения. В Хеминформатика, программное обеспечение, называемое генераторами структуры, используется для создания набора всех химических структур, соответствующих заданным граничным условиям. Генераторы конституциональных изомеров, например, могут генерировать все возможные конституционные изомеры данной молекулярной валовой формулы.

В реальном мире, химические реакции позволяют нам перемещаться в химическом пространстве. Отображение между химическим пространством и молекулярные свойства часто не уникален, что означает, что могут быть очень разные молекулы, проявляющие очень похожие свойства. Дизайн материалов и открытие лекарств оба связаны с исследованием химического пространства.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Reymond, J.-L .; Авале, М. (2012). «Изучение химического пространства для открытия лекарств с использованием базы данных химической вселенной». ACS Chem. Неврологи. 3 (9): 649–657. Дои:10.1021 / cn3000422. ЧВК 3447393. PMID 23019491.
  2. ^ Рудлинг, Аксель; Густафссон, Роберт; Альмлоф, Ингрид; Хоман, Эверт; Скоби, Мартин; Варпмен Берглунд, Ульрика; Хелледей, Томас; Стенмарк, Пол; Карлссон, Йенс (12.10.2017). «Открытие и оптимизация ингибиторов ферментов на основе фрагментов путем стыковки коммерческого химического пространства». Журнал медицинской химии. 60 (19): 8160–8169. Дои:10.1021 / acs.jmedchem.7b01006. ISSN 1520-4804. PMID 28929756.
  3. ^ Bohacek, R .S .; К. МакМартин; В. К. Гуида (1999). «Искусство и практика структурного дизайна лекарств: перспектива молекулярного моделирования». Обзоры медицинских исследований. 16 (1): 3–50. Дои:10.1002 / (SICI) 1098-1128 (199601) 16: 1 <3 :: AID-MED1> 3.0.CO; 2-6. PMID 8788213.
  4. ^ Киркпатрик, П .; К. Эллис (2004). «Химический космос». Природа. 432 (7019): 823–865. Bibcode:2004Натура 432..823K. Дои:10.1038 / 432823a.
  5. ^ Мирза, А .; Desai, R .; Рейниссон, Дж. (2009). «Известное пространство наркотиков как метрика при исследовании границ химического пространства, подобного наркотикам». Евро. J. Med. Chem. 44 (12): 5006–5011. Дои:10.1016 / j.ejmech.2009.08.014. PMID 19782440.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  6. ^ Bade, R .; Chan, H.F .; Рейниссон, Дж. (2010). «Характеристики известного лекарственного мира. Натуральные продукты, их производные и синтетические наркотики». Евро. J. Med. Chem. 45 (12): 5646–5652. Дои:10.1016 / j.ejmech.2010.09.018. PMID 20888084.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  7. ^ Матушек, А. М .; Рейниссон, Дж. (2016). «Определение известного пространства лекарств с помощью DFT». Мол. Сообщить. 35 (2): 46–53. Дои:10.1002 / минф.201500105. PMID 27491789.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  8. ^ http://www.cas.org/cgi-bin/cas/regreport.pl[постоянная мертвая ссылка]
  9. ^ Л. Руддигкейт; Р. ван Дерсен; Л. К. Блюм; Ж.-Л. Реймонд (2012). "Перечисление 166 миллиардов малых органических молекул в базе данных химической вселенной GDB-17". J. Chem. Инф. Модель. 52 (11): 2864–2875. Дои:10.1021 / ci300415d. PMID 23088335.
  10. ^ М. Авале; Р. ван Дерсен; Дж. Л. Реймонд (2013). «MQN-Mapplet: Визуализация химического пространства с интерактивными картами от DrugBank, ChEMBL, PubChem, GDB-11 и GDB-13». J. Chem. Инф. Модель. 53 (2): 509–18. Дои:10.1021 / ci300513m. PMID 23297797.
  11. ^ Л. Руддигкейт; Л. К. Блюм; Ж.-Л. Реймонд (2013). «Визуализация и виртуальный просмотр базы данных химической вселенной GDB-17». J. Chem. Инф. Модель. 53 (1): 56–65. Дои:10.1021 / ci300535x. PMID 23259841. S2CID 18531792.